计算机组成原理期末考试试题及答案解析

"这是一份来自山西师范大学数计学院的计算机组成原理期末考试试题，试卷时间是2008—2009学年第一学期。试题内容涉及到计算机硬件的基本概念，如Cache的作用、磁盘与磁带的存取方式、DMA数据传输等。此外，还有填空题部分，涵盖了补码表示、校验位计算、原码与补码转换、错误检测编码以及寻址方式等计算机体系结构的基础知识。" 这份试题主要测试了以下几个计算机组成原理的知识点： 1. **Cache的作用**：CPU与主存之间的速度差异是计算机系统性能的一个瓶颈。Cache的存在是为了缓解这个问题，它提供了一种高速缓冲，将CPU频繁访问的数据暂存起来，从而减少了CPU等待内存数据的时间，提高了整体运行效率。 2. **磁盘与磁带的存取方式**：磁盘通常支持随机半顺序存取，即可以快速定位到任何位置读写数据；而磁带则主要是顺序存取，数据读取或写入必须按照物理顺序进行，因此磁带常用于大量数据备份，而不适合频繁的随机访问。 3. **DMA（直接内存访问）方式**：DMA允许外部设备（如硬盘、网络接口卡等）直接与主存交换数据，绕过CPU，大大提升了数据传输速率，尤其在大量数据传输时非常有效。它建立的是I/O设备与主存之间的直接数据通路。 4. **补码表示**：补码是二进制表示有符号整数的一种方式，其中补码定点小数能表示的绝对值最大负数的值为二的补码表示形式。 5. **错误检测与校验**：奇校验是一种简单的错误检测方法，通过添加一个校验位使得数据位中1的个数为奇数或偶数，以检查传输过程中是否发生错误。 6. **寻址方式**：寄存器间接寻址时，操作数的地址不在指令中直接给出，而是存储在某个寄存器中，需要先读取寄存器的值来获取操作数的实际地址。 7. **三级存储器结构**：计算机系统的三级存储器结构包括高速缓存(Cache)、主存储器(RAM)和辅助存储器(如硬盘)。这种层次结构旨在平衡速度、容量和成本。 8. **总线数据通信方式**：按照传输定时的方法，总线数据通信方式可以分为同步通信、异步通信和半同步通信，它们分别对应于不同类型的时钟同步机制。 9. **微指令分类**：微指令是构成机器指令集的底层控制信号集合，根据设计方式的不同，可以分为水平型微指令和垂直型微指令。 这份试题全面覆盖了计算机组成原理中的核心概念，对于学习者来说，既是对已学知识的检验，也是深入理解和掌握计算机系统工作原理的良好实践。